过程控制回路PID参数整定

过程控制回路PID参数整定,黎瑞生2009年8月20,讲解内容,一、仪表与工艺操作之间的关系二、整定PID参数必须熟悉工艺流程三、当前PID参数整定的症结四、PID参数整定前的分析五、控制回路PID参数整定,一、仪表与工艺操作之间的关系,仪表与工艺生产的关系1.化工（石化）生产过程中经常出现仪表故障现象。由于检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理仪表故障，不但直接关系到化工生产的安全与稳定，涉及到化工产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表工实际工作能力和业务水平，也是仪表工能否获得工艺操作人员信任、彼此配合密切的关键。2.由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭化等特点，尤其是现代化的化工企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表休戚相关，因此工艺人员常通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等等来判断工艺生产是否正常，产品质量是否合格，并根据仪表指示做出提量或减产、甚至停车等决定。3.仪表指示出现异常现象（指示偏高，偏低，不变化，不稳定等等）本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表忠实的反映出工艺异常情况；二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节故障而出现工艺参数误指示。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出来，有经验的工艺操作人员往往首先判断是否是工艺原因。,图11DCS控制系统,DCS,FCS,DDC,PID控制,PID控制,PID控制,二、常压焦化工艺流程说明,电脱盐,闪蒸塔,常压塔,焦炭塔,焦化分馏塔,加热炉,焦炭,渣油,常一、二去加氢,分液罐,不凝气,石脑油去重整,F-101A/B对流,常压炉,油气分离罐,压缩,吸收塔,解析塔,稳定塔,稳定汽油去加氢,再吸收,干气去硫磺脱硫,加氢工艺流程,原料油过滤器,加热炉,加氢反应器,高压分离器,低压分压,注水,寒流污水,压缩机,压缩机分液,低分七去焦化,分流塔,换热低分油,精致柴油,分液罐,稳定塔,稳定汽油,含硫气体去脱硫,同流罐,缓蚀剂,低压含硫气体,轻石脑油出装置,混合加氢原料,原料泵,混氢,R2101,三、当前PID参数整定的症结第一：DCS中PID控制的形式固定，无论是温度、液位、压力等不同的对象，不同的特性应选用不同的组态PID块，而不能都选用默认的PID块。第二：不同的对象它的特性不同，响应时间快慢不同，选用的PID参数形式不固定；大滞后的流量也应加微分。第三：淡化4：1曲线，避免控制阀的波动造成装置其他环节的波动。4：1衰减是单回路PID整定的要求，对于工艺装置的PID整定，为避免装置的前后波动，最好是一次整定平稳，控制阀在小范围内波动。,五、仪表控制回路的组成,1.单回路控制2.复杂回路控制,检测,PID调节,执行机构,检测1,PID调节1,执行机构,检测2,PID调节2,对象,对象,说明,1.单回路控制，只有一个检测器、一个控制器、一个控制阀组成的控制回路。2.复杂控制回路，通常都有多个检测器、多个控制器、一个或多个控制阀组成的控制回路。,六、控制回路PID参数整定,0,过程变量,时间,给定值,最大偏差,用比例度P限制,余差,用积分作用克服,超调量,（一）PID参数整定前的分析,以流量测量回路为例,流量波动,自动/手动切换,不波动,调整PID参数,波动,原因分析,1、工艺管道量波动,2、管线多路抢量,3、一次表有故障,4、定位器振荡,5、线路存在故障,（二).PID参数整定技巧1.P、I、D的含义P:比例度P值越大，比例作用越弱；P值越小，比例作用越强。作用：用来克服最大偏差。I：积分时间I值越大，积分作用越弱；I值越小，积分作用越强。作用：用来克服余差。D：微分时间D值越大，微分作用越强；D值越小，微分作用越弱。微分作用具有超前调节作用，用来减小容量滞后。,2.看曲线走势调整PID参数流量测量回路具有控制通道滞后较小、响应快、负荷变化不大的特点。a.一次表加大适当的阻尼时间b.比例度不能放的太小c.积分时间可以适当放小,液位检测回路参数整定a.对于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统，如中间贮槽的液位、精馏塔塔釜液位等。常采用纯比例控制。b.对于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。常采用比例积分控制。c.部分罐体较大，容量较大的液位调节系统，采用比例积分控制的同时，有时也加入微分调节。d.简单均匀控制系统的控制规律，一般都采用纯比例作用。比例度